package datastructure.sort;

import java.util.Arrays;

/**
 * 归并排序 平均时间复杂度：O(nlogn)
 * 分，治思想，参考资料中的图
 * 大的数据分成小的，治就是把数据合并（代码中细分为3步）
 * 示例：
 * https://zhuanlan.zhihu.com/p/124356219
 */
public class MergeSort {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {8, 4, 5, 7, 1, 3, 6, 2};
        System.out.println("归并排序前=" + Arrays.toString(arr));
        //归并排序需要一个额外空间
        int[] temp = new int[arr.length];
        mergeSort(arr, 0, arr.length - 1, temp);
        System.out.println("归并排序后=" + Arrays.toString(arr));

        //测试快排的执行速度
        // 创建要给80000个的随机的数组
//        int[] arr = new int[8000000];
//        for (int i = 0; i < 8000000; i++) {
//            arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000); // 生成一个[0, 8000000) 数
//        }
//        System.out.println("排序前");
//        Date data1 = new Date();
//        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
//        String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
//        System.out.println("排序前的时间是=" + date1Str);
//
//        int temp[] = new int[arr.length]; //归并排序需要一个额外空间
//        mergeSort(arr, 0, arr.length - 1, temp);
//
//        Date data2 = new Date();
//        String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
//        System.out.println("排序前的时间是=" + date2Str);

        //System.out.println("归并排序后=" + Arrays.toString(arr));
    }


    /**
     * 分+合方法
     */

    private static void mergeSort(int[] arr, int left, int right, int[] temp) {
        if (left < right) {
            //中间索引
            int mid = (left + right) / 2;
            //向左递归进行分解
            mergeSort(arr, left, mid, temp);
            //向右递归进行分解
            mergeSort(arr, mid + 1, right, temp);
            //合并
            merge(arr, left, mid, right, temp);
        }
    }


    /**
     * 合并的方法，即不断地通过tmp数组来排序，合并，并且赋值回原数组的过错
     *
     * @param arr   排序的原始数组
     * @param left  左边有序序列的初始索引
     * @param mid   中间索引
     * @param right 右边索引
     * @param temp  做中转的数组
     */
    private static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right, int[] temp) {

        // 初始化i, 左边有序序列的初始索引
        int i = left;
        //初始化j, 右边有序序列的初始索引
        int j = mid + 1;
        // 指向temp数组的当前索引
        int t = 0;

        //(一)
        //先把左右两边(有序)的数据按照规则填充到temp数组
        //直到左右两边的有序序列，有一边处理完毕为止
        while (i <= mid && j <= right) {
            //如果左边的有序序列的当前元素，小于等于右边有序序列的当前元素
            //即将左边的当前元素，填充到 temp数组
            //然后 t++, i++
            if (arr[i] <= arr[j]) {
                temp[t] = arr[i];
                t += 1;
                i += 1;
            } else { //反之,将右边有序序列的当前元素，填充到temp数组
                temp[t] = arr[j];
                t += 1;
                j += 1;
            }
        }

        //(二)
        //把有剩余数据的一边的数据依次全部填充到temp
        //左边的有序序列还有剩余的元素，就全部填充到temp
        while (i <= mid) {
            temp[t] = arr[i];
            t += 1;
            i += 1;
        }

        //右边的有序序列还有剩余的元素，就全部填充到temp
        while (j <= right) {
            temp[t] = arr[j];
            t += 1;
            j += 1;
        }


        //(三)
        //将temp数组的元素拷贝到arr
        //注意，需要拷贝多次，8个元素拷贝7次，并不是每次都拷贝所有，最后一次才会拷贝所有的
        t = 0;
        int tempLeft = left;
        //第一次合并 tempLeft = 0 , right = 1 //  tempLeft = 2  right = 3 // tL=0 ri=3
        //最后一次 tempLeft = 0  right = 7 就是所有的数据全部拷贝  这个地方看图PPT/PDF理解
        while (tempLeft <= right) {
            arr[tempLeft] = temp[t];
            t += 1;
            tempLeft += 1;
        }

    }
}












